[自然科学]含油废水的处理工艺.doc
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1、摘要含油废水主要指来源于石油、石油化工、钢铁、焦化、煤气发生站、机械加工等工业部门以及生活废水中含有油分的有机废水。废水中油类污染物质,除重焦油的相对密度为1.1以上外,其余的相对密度都小于1。本文介绍了有关隔油气浮SBR工艺在处理含油废水方面的应用,涉及到具体的处理流程和设计的计算。隔油气浮SBR工艺处理含油有机废水,是在先设法去除废水中油分的基础上进行有机物去除的工艺。采用此工艺,不但使处理流程简洁、合理,还节省了运行费用,达到以污治污的目的。关键词:含油废水;气浮法;隔油;SBR AbstractThe oily wastewater deriving from oil, petrole
2、um chemical, steel, coke, gas station, machinery processing and other industrial sectors, as well as domestic wastewater containing oil of organic wastewater. Oil pollutants in the wastewater, in addition to the relative density of the heavy tar 1.1, the rest of the relative density of less than 1.
3、This article describes the application of the grease-flotation-SBR technology in the treatment of oily wastewater, and related to specific processes and design calculations. Grease - flotation-SBR process organic oily wastewater, prior to trying to remove organics removal process on the basis of was
4、tewater Petroleum sub. This process not only makes processes simple, reasonable, and savings in operating costs, to achieve the purpose of pollution control to pollution.Keywords: Oily wastewater;Flotation method;Grease traps;SBR目 录摘要IAbstractII第1章 绪论11.1 课题研究目的与意义11.2 课题设计背景11.2 设计资料与依据51.2.1 设计资料5
5、1.2.2 设计依据61.3 设计内容61.3.1 设计任务61.3.2 绘图要求61.3.3 处理程度计算61.3.4 污水预处理7第2章 污水处理工艺的选择和可行性分析92.1 选择污水处理工艺的原则92.2 污水处理方案的确定9第3章 污水处理系统123.1 泵房123.1.1 设计依据123.1.2 设计计算123.2 格栅的计算133.2.1 格栅133.2.2 设计的主要数据143.2.3 设计计算143.3 调节池163.3.1 设计说明163.3.2 设计参数173.3.3 设计计算173.4 隔油池183.4.1 设计说明183.4.2 设计参数183.4.4 隔油池排泥设计
6、193.4.5 处理效果213.5 配水井的计算213.5.1 配水井213.5.2 设计计算213.6 气浮池223.6.1 设计说明223.6.2 设计参数223.6.3 设计计算233.6.4 上浮液渣排除设备243.6.5 排污装置243.6.6 处理效果253.7 SBR池设计253.7.1 设计参数选择253.7.2 SBR池设计计算25第4章 污泥处理构筑物的计算324.1 设计说明324.2 设计参数324.3 设计计算324.3.1 污泥处理方式324.3.2 集泥井的设计计算334.3.3 污泥浓缩池设计计算334.3.4 污泥储柜344.3.5 污泥脱水机房34第5章 消
7、毒池的设计计算355.1 设计概述355.2 消毒区的设计计算355.2.1 设计依据355.2.2 加氯量的计算365.2.3 消毒池设计计算36第6章 平面与高程16.1 平面布置16.1.1 平面布置对象及比例16.1.2 平面布置原则16.1.3 辅助建筑物16.1.4 管线布置16.1.5 平面布置图16.2 高程布置26.2.1 主要任务26.2.2 高程布置原则26.2.3 高程损失计算2第7章 技术经济分析67.1 污水厂工程技术经济分析67.1.1 计算依据67.1.2 计算方法67.2 土建估算67.3 设备及安装工程估算77.4 其它费用77.5 总投资87.6 运行成本
8、85.4主要技术指标8结论9致 谢11参考文献1212第1章 绪论1.1 课题研究目的与意义含油废水是所有工业废水中最常见的一种废水。如果不加以回收处理,会造成浪费;排入河流、湖泊或海湾,会污染水体,影响水生生物生存;用于农业灌溉,则会堵塞土壤空隙,妨碍农作物生长。含油废水被排到江河湖海等水体后,油层覆盖水面,阻止空气中的氧向水中的扩散; 水体中由于溶解氧减少,藻类进行的光合作用受到限制; 影响水生生物的正常生长,使水生动植物有油味或毒性,甚至使水体变臭,破坏水资源的利用价值; 如果牲畜饮了含油废水,通常会感染致命的食道病; 如果用含油废水灌溉农田,油分及其衍生物将覆盖土壤和植物的表面,堵塞土
9、壤的孔隙,阻止空气透入,使果实有油味,或使土壤不能正常进行新陈代谢和微生物新陈代谢,严重时会造成农作物减产或死亡。另外,由于溢油的漂移和扩散,会荒废海滩和海滨旅游区,造成极大的环境危害和社会危害。但更主要的危害是石油中含有致癌烃,被鱼、贝富集并通过食物链危害人体健。因此,必须进行适当的处理后,使废水pH值处于69之间,COD、BOD及SS等达到废水排放标准后方能排放到受纳水体。1.2 课题设计背景 一般情况下,含油废水主要是指含有油分的废水。其中主要的污染物是油类,含油量为几十至几千mg/L,较难处理。其来源广、危害大、成分复杂,进入水体后会对生态、水环境等产生严重的影响。污水中的油一般可以分
10、为四类:1. 浮上油:一般系指油粒粒径大于50m,静止一段时间,能自行上浮的油分。这种油一般占6080%。2. 分散油:油粒粒径较小为50-10m,分散于水中。在机械搅拌下,呈不稳定状态,要经过一段时间的静置,才能上浮。这种油一般占10-30%。3.乳化油:油粒粒径在10m以下,一般因使用界面活性剂或机械作用等使油乳化所形成的稳定分散系,水成乳浊状。这种油占10%以下。4.溶解油:近似于分子状态,油的粒径小雨0.1m,一般油的溶解度为5-15mg/L,这种油仅占0.2-0.5%。含油废水是一种量大面广且危害严重的工业废水,会造成水质的恶化、危害水产资源、危害人体健康、污染大气、影响农作物生产、
11、影响自然景观和洁净的自然水源等,如果直接排放,会严重污染人们的生产生活环境。含油废水对环境的危害主要表现在:1.含油废水被排放到江河湖海等水体后,会在水体表面形成一层油膜,阻断了空气和水体间的气体交换,导致水体中溶解氧减少,致使水体中浮游生物等因缺氧而死亡,同时影响水生植物的光合作用,进而影响水体的自净功能,甚至水体变臭,破坏水资源的利用价值。2.鱼、虾、贝类长期在含油污水中生活将导致其肉内含有油味或毒性,不宜食用,严重时由于油膜蒙在鱼鳃上影响其呼吸,会直接导致其窒息死亡。3.含油废水流入土壤,会由于土层对油污的吸附和过滤作用,在土壤中形成油膜,使空气难以渗入,影响到土壤微生物的增殖,破坏土层
12、团粒结构。4.通常浓度大于30mg/L的含油污水进入生物处理系统中时,就会影响到活性污泥和生物膜的正常代谢活动。5. 水体表面的聚结油,还有可能燃烧而产生安全问题。目前,含石油废水的常规处理方法主要是采用“老三套”处理或在其基础之上改进的处理工艺,如在工艺中添加絮凝和混凝装置等。处理后废水的去向主要有以下三种:一是达到油田回注用水指标后作为回注水使用;二是经过老三套处理工艺之后,再采用高效的生化处理技术,实现达标外排;三是经过滤后作为某些工业用水的水源,如注汽锅炉用水。当前国内目前普遍采用的“老三套”处理工艺,一般是指“隔油-浮选-过滤”这一工艺流程,以及在该工艺流程基础之上增加的混凝、絮凝等
13、方法。现将该工艺介绍如下:a.隔油隔油处理主要用于去除含油污水中的浮油和粗分散油,采油污水的处理中常将隔油装置作为核心设备。隔油装置一般分为平流式(API、斜板式(CPI)和平流斜板组合式三种。石油开发废水处理一般采用隔油罐,石化废水处理一般采用隔油池。隔油池同时兼作初沉池,去除粗颗粒等可沉淀物质,减轻后续处理絮凝剂的用量。b.浮选浮选法也称为气浮法,其工作原理是设法在水中通入或产生大量气泡,形成水、气及被去除物质三相非均体系。在界面张力、气泡上浮力和静水压力差的作用下,使气泡和被去除物质结合体上浮至水面,实现与水的分离。气浮法在石油化工行业主要用来去除水中浮油类。浮选法处理技术成熟、油水分离
14、效果好且稳定,应用较为广泛,但是动力消耗大、构造复杂,维修保养困难。c.过滤过滤是以具有空隙的粒状滤料,如石英砂、无烟煤等对石油类、悬浮物的截留来达到对污染物质去除的目的。过滤法一般用做二级处理或深度处理,除去水中的分散油和乳化油。常见的颗粒介质过滤技术有多层滤料过滤法、双向过滤法、移动床过滤法、纤维过滤法、膜过滤法等。该方法出水水质好,设备投资小,操作方便,但反冲洗操作要求较高。絮凝和混凝也是工业水处理当中的常用技术手段。d.絮凝絮凝法主要用于去除乳化油,絮凝剂一般分为无机絮凝剂、复合絮凝剂以及有机高分子絮凝剂。目前主要研究方向为无机高分子絮凝剂和复合絮凝剂。无机高分子絮凝剂主要是铝盐和铁盐
15、的聚合体系,如聚氯化铝、聚硫酸铁、聚硅氯化铝、聚硅硫酸铝和聚硅硫酸铁等。常用的有机絮凝剂是聚丙烯酞胺,ZB型阳离子有机絮凝剂等。乳化油通过絮凝剂进行破乳后,还需要进一步处理,才能达到排放标准。e.混凝混凝是工业水处理当中的一个重要方法,用以去除水中细小的悬浮物和胶体污染物质。它的原理是通过向废水中投加混凝剂,使其中的胶粒物质发生凝聚和絮凝而分离出来,以净化废水。在石化废水的处理中,混凝可降低水中的浊度、色度、某些无机或有机污染物,如油、硫、砷、表面活性物质、放射性物质、浮游生物和藻类等。国内目前含油污水处理普遍采用的是“老三套”处理工艺,即“隔油-混凝-过滤”或“隔油-气浮-过滤”工艺。这些工
16、艺都是由上述的常规处理工艺组合而成,主要针对含油污水中的油和机械杂质进行分离处理,其目标主要是实现污水的回注,并未包含污水外排的一些指标,如COD、BOD5、氨氮等。实践表明,用“老三套”注水处理工艺无法使含油污水达标排放。如果这些不达标的含油废水排入水体当中,就会在水中形成油膜,阻碍大气复氧,同时有机物的分解会消耗水中的溶解氧,造成水生动植物因缺氧死亡,有机物分解的过程当中还会放出二氧化碳,使水体pH下降;进而使水体变臭,水质恶化,影响水资源的利用价值。为满足污水外排的标准,一般的污水外排处理工艺是在“老三套”的基础上增加生化处理单元。主要包括活性污泥法、SBR法、生物接触氧化法、氧化塘法以
17、及曝气生物滤池法等。但是由于油田污水成分复杂、可生化性差、温度高,矿化度大,因此在处理工艺的选择和实际工艺的运行上比普通生化技术有更高的要求。传统技术包括混凝、沉淀、过滤、消毒等单元,具有占地面积大,操作复杂,出水水质不稳定等缺点。当前膜分离、氧化技术和生物深度处理技术是处理石油、化工等行业废水研究的热点。a.膜技术膜技术被称为是21世纪的水处理技术,是近40年来发展最迅速、应用最广泛的技术。膜技术在水处理中应用的基本原理是:利用水溶液中的水分子具有透过分离膜的能力,而溶质或其他杂质不能透过分离膜,在外力作用下对水溶液(原水)进行分离,获得纯净的水,从而达到提高水质的目的。与传统水处理技术相比
18、,膜技术具有节能、投资少、操作简便、处理效率高等优点,膜技术的应用给人类带来了巨大的环境和经济效益。b.氧化技术氧化技术主要包括强氧化剂氧化、臭氧氧化、光催化氧化以及湿式氧化等。强氧化剂氧化的报道最早见于美国,80年代美国对石油污染的地下水中的高分子烃类采用硝酸盐和过氧化物氧化的方法处理,效果很好。1992年美国石油学会文集中,介绍了降解和清除聚合物注入后的残留物的方法,主要是采用氧化法,用次氯酸钠或二氧化氯做氧化剂,阴离子型水溶液聚合物诸如聚丙烯酞胺、聚丙烯酸脂等可以被上述方法分解,加入氧化剂放置4h一12h,可以使聚合物分解至微量。这种方法的优点是成本较低,用次氯酸钠或二氧化氯做氧化剂是用
19、过氧化氢或过硼酸钠的1/5,污染物的去除率也较高,但条件控制不好会产生二次污染,且不能回收废水中的有用物质。臭氧氧化法主要是利用臭氧改变高分子污染物的分子结构,使长链分子部分断裂,大分子降解为小分子,从而使该废水用传统的生化方法易于处理。这种方法主要用于传统生化处理方法是预处理,单独用此方法处理效果不明显。光催化氧化降解法是目前研究的处理含油废水的另一高级氧化技术。美国研究光催化氧化水中可能含有的21种有机污染物,最终产物都是二氧化碳,光源是太阳光,催化剂是TiO2、ZnO、CdS、和Fe2+。其成本很低,不产生二次污染,但受自然条件限制,不易完全反应。生物深度处理具有去除污染物的种类多、效率
20、高、抗冲击能力强且运行费用低等优点,再经过絮凝、过滤等后处理,能够获得良好的回用水。现有的生物处理技术主要包括生物强化技术、生物固定化技术以及曝气生物滤池技术。生物强化技术主要是通过向废水中直接投加从自然界中筛选的优势菌种或通过基因重组技术产生的高效菌种,以改善原处理系统的能力,达到对某一类有害物质的去除或某方面性能优化的目的。生物固定化技术是强化技术与一般生物处理技术相结合的产物,用于废水处理,是近年来发展起来的废水处理新技术。在水处理当中采用固定化细胞,可以提高生物反应器内的微生物浓度,有利于反应后的固液分离,有利于去除氨氮、高浓度有机物以及某种难降解的物质,是一种高效低能耗、运转管理容易
21、、十分有前途的废水处理技术。经过对污水水质及出水水质要求的分析,并在老三套工艺的基础上进行优化改进,决定采用隔油气浮SBR法。1.2 设计资料与依据1.2.1 设计资料(1) 污水来源:工业废机油、柴油、生活废食用油等。(2) 进水水质:SS=800mg/L;酸性部分:Q=500t/d,COD=500mg/L,BOD=280mg/L,PH=5.3(含HCl),油=56mg/L,来自工业废机油、柴油; 碱性部分:Q=300t/d,COD=480mg/L,BOD=220mg/L,PH=9.3(含NaClO、洗涤剂),油=21mg/L,主要为食用油 (3) 设计量与水质 设计水量:800t/d出水执
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